Zobrazení čísla na sedmisegmentovách LED jako výstup z mikrokontroléru je poměrně časté a podobně častý je i problém, který to přináší, potřebu příliš velkého počtu vývodů mikrokontroléru. Podívejme se, co se s tím dá dělat – tentokrát za pomoci posuvných registrů. Příklady budou uváděny pro platformu PICAXE.
Stále zůstává naší snahou obsloužit co nejvíce míst displeje se znakovkami co nejjednodušším a nejrychlejším způsobem. Pomocí čítačů sice vystačíme dokonce s jediným vodičem a velmi jednoduchým programem, ale zněma obsahu vícemístného displeje může být neúnosně časově náročná.
Obětujeme trochu z jednoduchosti programu, kódování na segmenty (podobu znaků) opět vrátíme mikrokontroléru, použijeme dva piny. Každé číslicovce přiřadíme posuvný registr a protože ty vhodné mají 8 bitů, obsloužíme rovnou desetinnou tečku spolu se segmenty. Výstupy posuvného registru budou přímo ovládat segmenty. K obsloužení jednoho místa stačí vyslat do posuvného registru osm pulzů bez ohledu na počet míst displeje, takže se změna vícemístného displeje zkrátí o několik řádů. V okamžiku změny „projedou“ rosvícené segmenty celým displejem, což vidíme jako bliknutí, ale protože počet pulzů je relativně malý, bliknutí příliš nevadí a hlavně přenos nezdržuje. Reset (vynulování) displeje není třeba používat, nový údaj jednoduše „vytlačí ven“ ten starý.
V příkladu zapojení aplikujeme osmibitové registry 4094, které mají další velmi zajímavou vlastnost. V součinnosti se sedmisegmentovkou se společnou anodou a s nízkou spotřebou není nutné omezovat proud do LED přídavnými rezistory, výstup obvodu omezí proud sám. Tím odpadá nutnost osazovat 8 rezistorů ke každé sedmisegmentovce. Výhodou tohoto uspořádání je na rozdíl od předchozích zapojení využívajících dekodéry číslic v obvodech možnost zobrazit libovolnou kombinaci segmentů, tedy i písmena nebo mezeru, a samozřejmě malý počet obsazených výstupů mikrokontroléru, nevýhodou je o něco složitější obslužný program. Displej je statický z pohledu obsluhy i zobrazení. Příklad zobrazuje cyklicky čísla 00 až $FF.
Vícemístný displej se znakovkami a posuvnými registry
REM LED dispej přes posuvný registr 4094 - PICAXE 20M2 ;desetinná tečka je zapojena jako osmý segment setfreq m32 do ;pošli postupně čísla 0 - $FF for b1=0 to $ff gosub zobraz pause 8000 next b1 loop zobraz: ;zobrazí na LED cislo uložené v b1 (2 místa) b0=b1/16 ;oddělit vyšší řád gosub prevod ;v b0 předá hex číslo na prevod b0=b1 and %00001111 ;oddělit nižší řád gosub prevod ;v b0 předá hex číslo na prevod return prevod: ;převod hodnoty 0-$F na sedmisegment do registru select case b0 case 0 b2=%11000000 ;znak 0 case 1 b2=%11111001 ;znak 1 case 2 b2=%10100100 ;znak 2 case 3 b2=%10110000 ;znak 3 case 4 b2=%10011001 ;znak 4 case 5 b2=%10010010 ;znak 5 case 6 b2=%10000010 ;znak 6 case 7 b2=%11111000 ;znak 7 case 8 b2=%10000000 ;znak 8 case 9 b2=%10010000 ;znak 9 case 10 b2=%10001000 ;znak A case 11 b2=%10000011 ;znak b case 12 b2=%11000110 ;znak C case 13 b2=%10100001 ;znak d case 14 b2=%10000110 ;znak E case 15 b2=%10001110 ;znak F endselect b3=%10000000 ;v b3 maska pro výběr bitu for b4=0 to 7 ;cyklus pro všechny bity b5=b2 and b3 ;vymaskovat bit if b5=0 then low b.0 else high b.0 endif ;data pulsout b.1,4 ;pulz hodin pro zápis dat b3=b3/2 ;maska pro další bit next b4 return
Protože tento způsob ovládání sedmisegmentovek je často vhodný a zvládne opravdu hodně míst displeje, uvedeme si ještě drobné vylepšení úpravou zapojení, které s minimem součástek a bez nároků na změnu programu potlačí bliknutí displeje při změně hodnoty. Místo toho displej na krátký okamžik zhasne, což je méně rušivé. Na snímku z osciloskopu je na černé stopě signál CLK z výstupu mikrokontroléru, červená stopa je vygenerovaný signál OE (zhášení displeje). Je-li k dispozici dostatek výstupních pinů, lze téhož dosáhnout tím, že spojené vstupy OE všech segmentovek po dobu zápisu na displej uvedeme do stavu L.
Zhášení displeje po dobu změny hodnoty
Pulzy do posuvného registru a generovaný signál OE
Obsluha displeje posuvnými registry je asi nejuniverzálnější a zvládá největší počet míst displeje nebo více displejů, ale samozřejmě za to něco vyžaduje, každá znakovka musí mít svůj obslužný obvod – posuvný registr.